石油大学化工原理2004复试.doc

石油大学（华东）2004年硕士研究生复试考题考试科目：化工原理（特别提示：请将答案全部写在答题纸上） 总 3 页 第 1 页一、选择及填空题（共30分）1.某稳定流动管路，流体在流经一半开闸阀后，其质量流量 ，总机械能 。 A 变大 B 变小 C 不变 D 不一定2.如在测定离心泵的性能曲线时，错误地将压力表安装在泵出口调节阀以后，则操作时压力表读数（表压）将 。A 随真空表读数的增大而减小 B 随流量的增大而减小C 随泵的实际扬程增大而增大 D 随流量的增大而增大3.离心式水泵吸入管路漏入过量的空气后，将发生 现象，当离心式水泵入口压力低于被输送液体的饱和蒸汽压时，将发生 现象。A 气蚀 B 气浮 C 过载 D 气缚4.灰体辐射能力 同温度下黑体辐射能力；灰体的吸收率 该灰体的黑度。A 大于 B 小于 C 等于 D 不确定5.实验室用水吸收NH3的过程，气相中的浓度梯度 液相中的浓度梯度（均已换算为相应的液相组成）；气膜阻力 液膜阻力。A 大于 B 小于 C 等于 D 不确定6.下列情况 不是诱发降液管液泛的原因。A 气液负荷过大 B 过量雾沫夹带 C 塔板间距过小 D 过量漏液7.精馏的操作线是直线，主要基于如下原因 。A 理论板假定 B 理想物系 C 恒摩尔假定 D 塔顶泡点回流8.有一黑表面，当其温度分别为327和27时，向外辐射的能量之比为 。A 2 B 4 C 8 D 169.用管子从高位槽放水，当管径增大一倍，则水的流量为原流量 倍。假定液面高度、管长、局部阻力及摩擦系数均不变，且管路出口处的流体动能项可忽略。10.某设备上，真空表的读数为80mmHg，其绝压 kgf/cm2 Pa，该地区大气压强为720mmHg。11.降液管内停留时间太短会造成 ，而泛点率过大则会造成 , 气相流速太小会造成 。考试科目：化工原理 总 3 页 第 2 页12.萃取操作选择萃取剂的原则为（写出两条）： ； 。二、问答题（共20分，第1、2题各6分，第3题8分）1.试分析造成加热炉热效率低的可能原因（至少提出三条），并阐述它们是如何影响热效率的。2.根据所学知识，设计一实验用于测定离心泵的特性曲线。请画出实验流程示意图、写出主要的设备名称及所需测定的主要参数。3.试分析一现场操作的精馏塔,在进料量、进料组成、进料状况及塔底汽化量均保持不变,而塔顶产品量减少时，此时塔顶、塔底产品组成应如何变化？三、计算题（50分）1（10分）用离心泵将20的水从储水池打入一高位槽，已知水的物性参数如下:密度为998.2kg/m3 ，粘度为1.005cP。已知泵入口真空表读数为400mmHg，输送管路为1084mm的钢管，总长度（包括当量长度）为50m，其中吸入管路长度为6m（包括当量长度），储水池与高位槽两液面高度差为30m，管路摩擦系数为0.02，流量为45m3/h，压力表和真空表之间的垂直距离为20cm。压力表和真空表之间的阻力损失可以忽略不计，试问：（1）泵的扬程；（2）泵出口处压力表的读数,。 2（10分）某板框压滤机有10个边长为1m的正方形滤框，在2kgf/cm2的表压下对某悬浮液进行恒压过滤。在该操作压力下，过滤常数为K=1.510-4m2/s，滤饼与滤液的体积比为0.04m3/m3，整理、装卸等辅助时间为20min。滤饼不洗涤，过滤介质阻力可以忽略不计。(1)过滤10min时所得滤液体积；(2)若板框压滤机滤框的厚度为40mm，求该板框压滤机的生产能力？m3/h。考试科目：化工原理 总 3 页 第 3 页3（10分）在某厂一套管换热器中，将溶液与冷却水进行逆流换热。溶液走壳程，流量为，比热为，从150冷却到80；冷却水走管程，从15加热到40。已知壳程的对流传热系数，换热管的尺寸为，管壁的导热系数；水的物性为：，。污垢热阻忽略不计，试求：（1）换热器的热负荷；（2）冷却水的流量；（3）传热过程的总传热系数。4.（10分）逆流操作的吸收塔中，用清水吸收空气中所含的丙酮蒸汽，进塔气体中含丙酮0.03（摩尔分率），需在该塔中将丙酮吸收掉95%，空气入塔流率V=72kmol/（m2h），相平衡关系为：，体积总传质系数0.016kmol/（m3s），用水量为2500kg/( m2h)。试求：(1)气相出口浓度；(2)用水量为最小用水量的多少倍；(3)填料层高度h，m。5.（10分）在连续精馏塔内分离苯-甲苯溶液，过冷液体进料，。已知操作线方程为：精馏段 ；提馏段 。试求：（1）塔顶轻组份的组成；（2）塔底轻组份的组成；（3）进料中轻组份的组成。2004年工程硕士研究生入学考试试题答案一、选择及填空题（共30分） 总 7 页 第 1 页1.某稳定流动管路，流体在流经一半开闸阀后，其质量流量 C ，总机械能 B 。 A 变大 B 变小 C 不变 D 不一定2.如在测定离心泵的性能曲线时，错误地将压力表安装在泵出口调节阀以后，则操作时压力表读数（表压）将 D 。A 随真空表读数的增大而减小 B 随流量的增大而减小C 随泵的实际扬程增大而增大 D 随流量的增大而增大3.离心式水泵吸入管路漏入过量的空气后，将发生 D 现象，当离心式水泵入口压力低于被输送液体的饱和蒸汽压时，将发生 A 现象。 A 气蚀 B 气浮 C 过载 D 气缚4.灰体辐射能力 B 同温度下黑体辐射能力；灰体的吸收率 C 该灰体的黑度。A 大于 B 小于 C 等于 D 不确定5.实验室用水吸收NH3的过程，气相中的浓度梯度 A 液相中的浓度梯度（均已换算为相应的液相组成）；气膜阻力 A 液膜阻力。A 大于 B 小于 C 等于 D 不确定6.下列情况 D 不是诱发降液管液泛的原因。A 气液负荷过大 B 过量雾沫夹带 C 塔板间距过小 D 过量漏液7.精馏的操作线是直线，主要基于如下原因 C 。A 理论板假定 B 理想物系 C 恒摩尔假定 D 塔顶泡点回流8.有一黑表面，当其温度分别为327和27时，向外辐射的能量之比为 D 。A 2 B 4 C 8 D 169.用管子从高位槽放水，当管径增大一倍，则水的流量为原流量倍。假定液面高度、管长、局部阻力及摩擦系数均不变，且管路出口处的流体动能项可忽略。10.某设备上，真空表的读数为80mmHg，其绝压 0.87kgf/cm2 85326 Pa，该地区大气压强为720mmHg。11.降液管内停留时间太短会造成 过量气泡夹带 ，而泛点率过大则会造成 过量雾沫夹 带 ，气相流速太小会造成 漏液 。 总 7 页 第 2 页12.萃取操作选择萃取剂的原则为（写出两条）： 选择性系数比较大 ； 易于与被萃取物分离 。二、问答题（共10分）1.试分析造成加热炉热效率低的可能原因（至少提出三条），并阐述它们是如何影响热效率的。 答：过剩空气系数过大，致使烟气量增大，烟气带走热量增加，使下降； 炉体密封不严，致使大量空气进入炉膛，烟气量增加，使下降； 火嘴雾化燃烧效果不好，燃料燃烧不充分，使下降。2.根据所学知识，设计一实验用于测定离心泵的特性曲线。请画出实验流程示意图、写出主要的设备名称及所需测定的主要参数。答：实验装置：离心泵，真空表、压力表、功率表、转速表、温度计，流量计。所需测定的主要参数：离心泵进出口压力，电机功率及转速，水的温度，流体流量。三、计算题1（15分）用离心泵将20的水从储水池打入一高位槽，已知水的物性参数如下:密度为998.2kg/m3 ，粘度为1.005cP。已知泵入口真空表读数为400mmHg，输送管路为1084mm的钢管，总长度（包括当量长度）为50m，其中吸入管路长度为6m（包括当量长度），储水池与高位槽两液面高度差为30m，管路摩擦系数为0.02，流量为45m3/h，压力表和真空表之间的垂直距离为20cm，压力表和真空表之间的阻力损失可以忽略不计，试问：（1）泵的扬程；（2）泵出口处压力表的读数,。解：（1）泵的扬程在两液面间列柏努利方程 总 7页 第 3 页其中 （2）在真空表和压力表之间列柏努利方程式代入数据2（10分）某板框压滤机有10个边长为1m的正方形滤框，在2kgf/cm2的表压下对某悬浮液进行恒压过滤。在该操作压力下，过滤常数为K=1.510-4m2/s，滤饼与滤液的体积比为0.04m3/m3，整理、装卸等辅助时间为20min。滤饼不洗涤，过滤介质阻力可以忽略不计。请计算：(1)过滤10min时所得滤液体积；(2) 若板框压滤机滤框的厚度为40mm，求该板框压滤机的生产能力？m3/h。解：(1) 过滤10min时所得滤液体积根据公式，得（2）板框压滤机的生产能力 总 7 页 第 4 页3（15分）在某厂一套管换热器中，将溶液与冷却水进行逆流换热。溶液走壳程，流量为，比热为，从150冷却到80；冷却水走管程，从15加热到40。已知壳程的对流传热系数，换热管的尺寸为，管壁的导热系数；水的物性为：,，。污垢热阻忽略不计，试求：（1）换热器的热负荷；（2）冷却水的流量；（3）传热过程的总传热系数。解：（1）换热器的热负荷（2）冷却水的流量（3）传热过程的总传热系数 总 7 页 第 5 页4. （10分）逆流操作的吸收塔中，用清水吸收空气中所含的丙酮蒸汽，进塔气体中含丙酮0.03（摩尔分率），需在该塔中将丙酮吸收掉95%，空气入塔流率V=72kmol/（m2h），相平衡关系为：，体积总传质系数0.016kmol/（m3s），用水量为2500kg/( m2h)，试求：(1)气相出口浓度；(2)用水量为最小用水量的多少倍；(3)填料层高度h，m。解：(1) (2) ( kmol/（m2h）)(3) 由全塔的物料衡算